EG R對丁醇/柴油混合燃料發動機性能和排放的影響闡述

王洪亮

（長春科技學院，吉林 長春 130000）

通過大量的實驗研究得出，丁醇作為一種含氧代替性燃料，可以有效降低發動機當中產生的二氧化碳和一氧化碳等有害性氣體，通過對丁醇的自然性質了解，有效分析出了燃燒溫度、所需要的壓力以及混合型氣體對燃燒延遲產生的作用，建立起了丁醇燃料的詳細化學動力模型并結合了EGR和含氧燃料，有效控制了氮化物和碳化物氣體的排放含量。

1 實驗設備和控制方案

（1）實驗裝置。實驗過程中所使用的發動機是一臺具有高渦輪增壓共軌四缸柴油機，規定的排放標準為國IV。在實驗過程當中選用的是開放式的燃料噴射裝置，對噴油能力、噴油量等方面的參數實施有效調整。發動機當中的詳細參數指標需要符合燃油燃燒規定。

（2）實驗燃料。在該實驗當中，所選用的是國IV低硫含量的柴油和丁醇作為基礎性燃料，然后再依照不同的混合比進行調和，從中獲得了不同比例和不同理化性質的實驗性燃料。依照配合完成之后燃料當中丁醇所占的具體比例，對實驗當中燃料設定為丁醇含量為10%的混合型燃料、丁醇含量為20%的混合燃料以及丁醇含量為30%的混合燃料，以此來形成實驗對比。

（3）實驗方案。該實驗要保證在發動機穩定運行狀態下來進行，選用的是實驗中發動機最大轉速扭矩2000rpm；將實驗處于0.5MPa與1.1MPa這兩種不同類型的平均性指標壓力范圍內進行，分別對應的發動機所產生的30%與75%的整體負荷；為了充分保證實驗結果的有效性，在實驗過程當中需要保證發動機油與發動機中冷卻水的溫度維持在80℃以上。

2 實驗結果分析

圖1和圖2是丁醇含量為20%的混合燃料和丁醇含量為30%的混合燃料，在發動機燃燒過程中放熱率與缸體壓力值對比：在IMEP達到0.5MPa的時候，其中丁醇含量為20%的混合燃料和丁醇含量為30%的混合燃料的缸體壓力比值均表現為由低到高再到低的狀態，同時和不添加丁醇的純柴油相比，在燃料當中混合丁醇之后，缸體和放熱率的比值會不斷隨著丁醇混合量的上升而不斷下降，在IMEP上升到了1.2MPa的時候，這三種實驗性材料的具體放熱峰值都沒有出現比較明顯的變化，通過對圖2的分析可以看出，通過大比例混合丁醇的燃料，燃燒的時間更長并且缸體中產生的壓力更大，燃燒過程中的放熱率曲線更明顯。

圖1 丁醇含量為20%的混合燃料

圖2 丁醇含量為30%的混合燃料

通過對發動機燃燒過程中產生的參數隨著混合型燃料含有丁醇的比例變化圖，從中可以看出這三種不同類型的燃料，在啟動過程周期中都會隨著負荷量的上升而縮短。但是在相同的狀況下，發動機在燃燒過程中會隨著丁醇混合比例的增加而上升，其中對丁醇/柴油的混合型燃料的燃燒延遲主要原因表現在：在混合丁醇之后，混合型燃料當中的十六烷的數值會不斷降低，進而形成了燃燒性下降；另一個方面來講，由于丁醇的汽化潛熱相比于柴油來講，在燃燒和蒸發過程中所吸收的熱量非常多，進而造成了發動機缸體內部的溫度下降明顯，進而產生了反應性能變低，燃燒性能變差。通過改變噴油參數保持在一定的范圍之內，實現了發動機的動力、經濟性的可行性措施，通過對EGR和燃燒相位方式可以對該實驗狀況，針對性研究了其中三種不同的CA50數值進行了測試，在相同EGR率之下，伴隨CA50的提前發動機產生的熱效應會有所提升。

3 結語

通過對EGR對丁醇/柴油混合燃料發動機性能和排放的影響實驗分析可以看出，對丁醇/柴油混合燃料的使用，發動機的燃燒期會伴隨丁醇添加量會有所延長，并且燃燒的持續性會對應的縮短，混合型燃料的比值會有所提升，燃燒的定容性會有所完善，隨著丁醇的添加比例不斷上升，發動機中排出的燃燒氣體排放量相比于對EGR的敏感程度有所下降，更有利于大比例的EGR在汽車發動機中的使用。

［1］孫萬臣，杜家坤，郭亮.壓燃式發動機燃用汽油/柴油混合燃料瞬變工況下燃燒及微粒排放特性分析［J］.內燃機學報，2016，（2）

［2］肖明偉，何金戈，張惜輝.丁醇柴油對發動機性能的影響研究［J］.可再生能源2014，32（8）：1231-1234.